Walter Salvatore,

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1 PROGETTAZIONE PRESTAZIONALE ANTISIMICA: PROBLEMI SPECIFICI PER LE COSTRUZIONI IN ACCIAIO Walter Salvatore, Dipartimento di Ingegneria Civili Università di Pisa W. Salvatore 1

2 Il materiale acciaio L impiego dell acciaio consente la realizzazione di costruzioni sostenibili caratterizzate da elevato grado di prefabbricazione possibilità di riciclo del materiale Vantaggi della costruzione in acciaio - elevato rapporto resistenza/peso dell acciaio - elevata qualità del materiale - elevata velocità di costruzione - versatilità - facilità di modifica, riparazione e demolizione - durabilità -estetica W. Salvatore 2

3 Il materiale acciaio L odierno sviluppo della progettazione strutturale edellatecnologia e l esigenza di riduzione e controllo dei costi totali ha introdotto richieste di prestazioni sempre più severe per i materiali. Per l acciaio in particolari tali richieste riguardano: elevate prestazioni i meccaniche; saldabilità; durabilità; resistenza al fuoco. Elevata qualità del materiale Sulla base di tali richieste, l odierna produzione industriale i si è orientata t verso: acciai ad elevata resistenza acciai i ad elevata tenacità iàe saldabilità produzione di elementi con elevati spessori procedimenti di laminazione longitudinale acciai resistenti alla corrosione. W. Salvatore 3

4 Il materiale acciaio Acciai ad elevate prestazioni meccaniche Con l introduzione di processi produttivi che integrano processi di laminazione controllata e procedimenti di raffreddamento accelerato, si sono prodotti acciai caratterizzati da: alta resistenza con ridotta variabilità della tensione di snervamento ridotta variabilità delle proprietà meccaniche nello spessore elevata tenacità maggior vita afatica W. Salvatore 4

5 Le costruzioni in acciaio Acciai ad elevate prestazioni meccaniche Elevata tenacità dopo lavorazione a freddo Lavorazioni sul elementi piani con raggi di curvatura ridotti. Olympic stadium, Atene, GR, 2004 Formature delle lamiere e realizzazione dei tubi per cortesia di Costruzioni Cimolai A. S.p.A. W. Salvatore 5

6 Saldabilità Le costruzioni in acciaio Riduzione o l eliminazione del pre-riscaldo Processi di saldatura ad elevato rendimento se pur con elevato calore Saldatura in cantiere Olympic stadium, Atene, GR, 2004 Realizzazione dei tubi per cortesia di Costruzioni Cimolai A. S.p.A. Ponte sul fiume Isarco per cortesia del Gruppo Industriale Tosoni S.p.A. W. Salvatore 6

7 Le costruzioni in acciaio Acciai ad elevato spessore Riduzione degli irrigidimenti d anima delle travi Diminuzione degli oneri di saldatura Riduzione del numero delle travi Ponte ferroviario ad arco a via inferiore per cortesia di DB Netz, G W. Salvatore 7

8 Le costruzioni in acciaio Laminazione longitudinale Progettazione razionale degli spessori Progettazione razionale delle travi (eguale larghezza delle flangie) Eliminazione dei piatti di ispessimento nelle giunzioni bullonate a coprigiunto Eliminazione delle operazioni di aggiustamento agli spessori dei piatti nelle giunzioni saldate Alcuni possibili profili longitudinali W. Salvatore 8

9 Le costruzioni in acciaio WEATHERING STEEL - Acciai ad elevata resistenza alla corrosione Con aggiunta di Nichel i Weathering Steel dimostrano anche una eccellente resistenza alla corrosione marina. Possono essere usate vernici stabilizzanti dello strato di ruggine applicabili anche in linea durante le fasi di produzione dell acciaio Ponte sul fiume Isarco Weathering Steel Per cortesia del Gruppo Industriale Tosoni S.p.A. W. Salvatore 9

10 Classificazione degli acciai L acciaio nel mondo delle costruzioni ricopre una grande varietà di impieghi differenziandosi in una vasta gamma di prodotti; risulta così difficile una classificazione completa degli acciai utilizzati. Nella pratica è possibile distinguere due approcci Classificazione i secondo la composizione ii chimica i Non tiene conto del particolare impiego degli elementi metallici Classificazione basata sul processo produttivo Questa classificazione, più significativa per il mondo delle costruzioni ed utilizzata per gli acciai da carpenteria metallica, si ottiene riferendosi al processo di produzione dell elemento W. Salvatore 10

11 Classificazione e designazione secondo la composizione chimica La classificazione in base alla composizione chimica non tiene conto del particolare impiego degli elementi metallici; con riferimento alla normativa UNI EN 10020, ed alla UNI EN parti 1 e 2, si distinguono: acciai non legati; acciai legati; acciai inossidabili. acciai per i quali almeno un elemento di lega è contenuto con tenore minore rispetto ai limiti indicati tenori degli elementi di lega risultano invece tutti tti maggiori o uguali dei rispettivi limiti indicati individuati in base al contenuto percentuale in massa di cromo e di carbonio Al B Bi Co Cr Cu La Mn Mo Nb Ni Pb Se Si Te Ti V W Zr Altri Cr C 0,3 0,0008 0,1 0,3 0,3 0,4 0,1 1,65 0,08 0,06 0,3 0,4 0,1 0,6 0,1 0,05 0,1 0,3 0,05 0,1 > 10,5 < 1,2 I tenori limite degli elementi sono indicati in % di massa *) Ad eccezione degli elementi I tenori carbonio, limite fosforo, degli elementi zolfo ed sono azotoindicati in %di massa W. Salvatore 11

12 Classificazione e designazione secondo la composizione chimica Criteri di designazione, numerica ed alfanumerica, proposti dalle norme UNI EN alfanumerica, secondo due seguenti classificazioni I) basata sulla percentuale di manganese presente fra gli elementi di lega, distinguendo pertanto fra acciai a basso tenore di manganese ed acciai ad alto tenore di manganese II) basata della percentuale totale degli elementi di lega, ottenendo quindi acciai basso legati ed acciai alto legati Negli acciai basso legati, la percentuale totale degli elementi di lega è minore del 5% Negli acciai alto legati gli elementi di lega sono presenti in quantità maggiore del 5% W. Salvatore 12

13 Classificazione e designazione secondo la composizione chimica Negli acciai a basso tenore di manganese il tenore di manganese non supera l 1% sulla totalità degli elementi di lega e la loro designazione alfanumerica è ad esempio del tipo C 40 C il simbolo del carbonio la percentuale e del carbonio o presente in lega (X100) Negli acciai ad alto tenore di manganese, il tenore di manganese supera l 1% sulla totalità degli elementi di lega, e la loro designazione alfanumerica è ad esempio del tipo: percentuale di carbonio (X100) 38 Cr Ni Mo concentrazioni degli elementi di lega moltiplicate per un fattore da assumersi pari a: 4 - Cr, Co, Mn, Si, W Negli acciai basso legati (percentuale totale simboli degli elementi di lega 10 -degli Al, Be, elementi Cu, Mo, di Nb, lega Pb, minore Ta, Ti, del V, 5%) Zr la loro designazione è effettuata in modo analogo 100 agli - Ce, acciai N, P, S ad alto tenore di manganese presenti nel particolare acciaio considerato B W. Salvatore 13

14 Classificazione e designazione secondo la composizione chimica Negli acciai alto legati gli elementi di lega sono presenti in quantità maggiore del 5% e la loro designazione alfanumerica è ad esempio del tipo lettera identificativa degli acciai alto legati X 8 Cr Ni 18 8 concentrazioni degli elementi di lega Cr Ni la percentuale di carbonio (moltiplicata li t per 100) simboli degli elementi di lega presenti nel particolare acciaio Un ulteriore classe sono gli acciai rapidi, acciai caratterizzati da elevati tenori di vanadio e tungsteno ed elevate e caratteristiche atte c e di durezza e resistenza ste alle alte temperature e che consentono elevate velocità di taglio (UNI EN 10027). sigla identificativa degli acciai i rapidi percentuale di V HS percentuale di Co percentuale di W percentuale di Mo W. Salvatore 14

15 Classificazione e designazione secondo la composizione chimica Nel caso della designazione numerica, invece, non si fa riferimento ad alcuna distinzione fra le classi di acciaio e la designazione è ad esempio del tipo: (XX) gruppo del materiale (la cifra 1 è utilizzata per il materiale acciaio) numero composto da due cifre che designa un gruppo di acciai in relazione a qualità ed impiego numero d ordine sequenziale attualmente composto da due cifre (le cifre tra parentesi sono previste per una utilizzazione futura) Ciascuna designazione numerica deve riferirsi solo ad un tipo di acciaio e ciascun acciaio deve avere solo una designazione numerica L impostazione del metodo è tale per cui può essere impiegato per altri gruppi di materiali differenti dall acciaio W. Salvatore 15

16 Classificazione e designazione secondo la composizione chimica N Acciai non legati (UNI ) Acciai di base Acciai di qualità Acciai speciali acciai di base 10 Acciai con caratteristiche fisiche particolari Acciai per impieghi strutturali in 11 Acciai per impieghi strutturali per generale con R m <500 N/mm 2 costruzioni Acciai per impieghi strutturali 12 Acciai per impieghi strutturali, per non destinati a trattamento termico, costruzioni meccaniche e per apparecchi a con R m <500 N/mm 2 pressione con C0,5% Acciai con un C medio <0.12% 13 Acciai per impieghi strutturali, per ovvero R m<400 N/mm 2 costruzioni meccaniche e per apparecchi a pressione con requisiti particolari Acciai con un C medio 0,12% e, m <0,25% ovvero R m 400 N/mm 2 e <500 N/mm Acciai con un C medio 0,25% e, m <0,55% ovvero R m 500 N/mm 2 e <700 N/mm Acciai per utensili W. Salvatore 16

17 Classificazione e designazione secondo la composizione chimica N Acciai legati (UNI ) Acciai speciali Acciai per Acciai Acciai Acciai per impieghi strutturali, per costruzioni meccaniche utensili diversi inossidabili e per apparecchi a pressione Acciai Cr inossidabili con Mn-Si-Cu Cr-Ni con Cr Cr-Si-Mo Ni<2,5% senza Cr2% e <3% Cr-B Cr-Si-Mn-Mo Mo, Nb e Ti Cr-Si-Mo-V Cr-Si-Mn-Mo-V Acciai Cr-Si inossidabili con Mn-Si Cr-Si Cr-Si-V Cr-Mn Ni<2,5% con Mo, Mn-Cr Cr-Mn Cr-Mn-V Cr-Mn-Si senza Nb e Ti Cr-Mn-B Cr-Si-Mn-V Cr-Si-Mn Cr-V Acciai Mn-Cu Ni-Si Cr-Mo con Cr-Mo-W Cr-V-Si rapidi con Mn-V Ni-Mn Mo<0,35% Cr-Mo-W-V Cr-V-Mn Co Si-V Ni-Cu Cr-Mo-B Cr-V-Mn-Si Mn-Si-V W. Salvatore 17

18 Classificazione e designazione secondo la composizione chimica N Acciai legati (UNI ) Acciai speciali Acciai per Acciai Acciai Acciai per impieghi strutturali, per costruzioni meccaniche utensili diversi inossidabili e per apparecchi a pressione Acciai Cr-Mo Acciai inossidabili con Mn-Ti Ni-Mo Cr-Mo con Cr-Mo-V rapidi Ni2,5% senza Si-Ti Ni-Mo-Mn Mo0,35 Mo-V senza Co Mo, Nb e Ti Ni-Mo-Cu % Ni-Mo-V Ni-Mn-V Acciai W inossidabili con Mo Cr-Si-Ti Cr-W Ni2,5%, Mo Nb, Ti, V Cr-Mn-Ti senza Nb e Ti W Cr-Si-Mn-Ti Acciai Acciai da W-V Acciai per inossidabili con B Cr-Ni-Mo con Cr-V con nitrurazione Cr-W-V cuscinetti aggiunte Mn-B Mo<0,4% e Cr<2,0% particolari Mn<1,65% Ni<0,2% W. Salvatore 18

19 Classificazione e designazione secondo la composizione chimica N Acciai non legati (UNI ) Acciai di base Acciai di qualità Acciai speciali Acciai con un C medio 0,55% ovvero R m 700 N/mm 2 m 16 Acciai per utensili Acciai con alto tenore di P o di S 17 Acciai per utensili 8 18 Acciai per utensili 9 19 W. Salvatore 19

20 Classificazione e designazione secondo la composizione chimica N Acciai legati (UNI ) Acciai Acciai Acciai diversi Acciai inossidabili Acciai per impieghi strutturali, per di qualità per utensili e refrattari costruzioni meccaniche e per apparecchi a pressione Materiali 46 - Leghe di Ni W con resistenti Ni Cr-Ni-Mo Cr-V con (eccetto caratteristiche all azione chimica con Cr2,0 24,25 e magnetiche ed alle Mo<0,4% % 27) particolari temperature e Ni2,0 senza Co elevate e <3,5% Materiali Con Ni con Acciai refrattari Cr-Ni Cr-Ni-Mo Cr-Mo-V Acciai non caratteristiche con Ni<2,5% con con destinati a magnetiche particolari con Cr<1,0 % Mo<0,4% e trattamento termico Co Ni3,5% presso lo e < 5% utilizzatore ovvero Mo0,4% W. Salvatore 20

21 Classificazione e designazione secondo la composizione chimica N Acciai legati (UNI ) Acciai di Acciai Acciai diversi Acciai inossidabili Acciai per impieghi strutturali, per qualità per e refrattari costruzioni meccaniche e per apparecchi a utensili pressione Materiali 48 Acciai refrattari 58 Cr Acciai Acciai Altri con con Ni2,5% Ni con Cr-Ni-V saldabili con caratteristiche Cr1,0 Cr-Ni-W ad alta caratterist fisiche % e < Cr-Ni-V-W resistenza iche particolari 1,5% fisiche senza Ni particolari Materiali 49 Materiali 59 Cr- 69 Cr-Ni Acciai Acciai per altri diversi campi di impiego con caratteristiche fisiche particolari con Ni resistenti temperature elevate a Ni con Cr1,5 % e < ad eccezione dei 2,0% gruppo 57 e68 Mo-V Cr-Mn- Mo Cr-Mnsaldabili ad alta resistenza W. Salvatore 21

22 Gli acciai da carpenteria metallica Classificazione in base al processo produttivo Acciai i per prodotti piani i e lunghi laminati acaldo. La norma UNI EN suddivide questa classe di acciai in: Acciai non legati Acciai ad alto limite di snervamento, bonificati Acciai a grano fine Acciai con resistenza migliorata alla corrosione Acciai per profilati cavi formati a caldo (norma UNI EN 10210). Questa classe di prodotti è ottenuta per formatura a caldo di elementi in acciaio laminato a caldo non legato oagrano fine Acciai laminati a caldo e formati a freddo (norma UNI EN 10219). Questa classe di prodotti si ottiene per formatura a freddo di elementi prodotti per laminazione i a caldo W. Salvatore 22

23 Prodotti piani e lunghi laminati a caldo Gli acciai da carpenteria metallica La norma UNI10025 regolamenta le condizioni i i tecniche di fornitura degli acciai i laminati a caldo per uso strutturale In particolare la normativa riguarda i seguenti tipi di acciai UNI : acciai strutturali non legati UNI : acciai istrutturali tt saldabili a grano fine normalizzati e normalizzati laminati UNI : acciai strutturali saldabili a grano fine laminati termomeccanicamente UNI : 5: acciai strutturali con resistenza alla corrosione atmosferica migliorata UNI : acciai strutturali per prodotti piani ad alto limite di snervamento nella condizione di tempra e rinvenimento W. Salvatore 23

24 Gli acciai da carpenteria metallica Prodotti piani e lunghi laminati a caldo UNI EN Le possibili condizioni di fornitura delle classi di acciaio sono legate al procedimento produttivo utilizzato; si distinguono pertanto in acciaio semplicemente laminato As rolled.. AR acciaio normalizzato acciaio termomeccanico. acciaio ad alto limite di snervamento, bonificato, Quenched and tempered acciaio con resistenza migliorata alla corrosione atmosferica, Weathering W N M Q W. Salvatore 24

25 Gli acciai da carpenteria metallica Acciai per prodotti piani e lunghi laminati a caldo Acciaio semplicemente laminato As rolled UNI EN AR Gli acciai semplicemente laminati sono ottenuti senza l utilizzo di particolari processi di raffreddamento durante la laminazione e/o particolari trattamenti termici. Acciaio normalizzato N Questi acciai sono ottenuti da un processo di laminazione in cui la deformazione finale è effettuata in un determinato campo di temperatura in grado di sviluppare uno stato del materiale equivalente a quello ottenuto dopo un trattamento di normalizzazione. W. Salvatore 25

26 Gli acciai da carpenteria metallica Acciai per prodotti piani e lunghi laminati a caldo Acciaio termomeccanico UNI EN M Tali acciai sono ottenuti da un processo di laminazione in cui la deformazione finale è effettuata in un determinato campo di temperatura in grado di sviluppare uno stato del materiale con elevate proprietà meccaniche. Nel processo si distinguono le seguenti fasi: a. Riscaldamento b. Prima laminazione (fase austenitica) c. Periodo di attesa d. Seconda laminazione (condotta in un regime di temperatura controllata) e. Raffreddamento finale controllato (in aria, acqua o in aria e acqua) W. Salvatore 26

27 Acciai per prodotti piani e lunghi laminati a caldo Gli acciai da carpenteria metallica UNI EN Acciaio i termomeccanico M Austenite ricristallizzata (a) (b) (c) Fase Fase e. d. Raffreddamento Laminazione c. a. b. Periodo Riscaldamento Prima laminazione di controllata attesa ad acqua Fase f. Raffreddamento in aria Austenite non ricristallizzata i t (d) Ferrite + austenite Temperatura Raffreddamento ad aria Ferrite + perlite Raffreddamento ad acqua (e) Superficie i (f) Interno Martensite Tempo W. Salvatore 27

28 Gli acciai da carpenteria metallica Acciai per prodotti piani e lunghi laminati a caldo UNI EN Acciai i ad alto limitei di snervamento Q Questi acciai sono ottenuti mediante l utilizzo di processi aggiuntivi alla laminazione quali: la tempra ed il rinvenimento. Il rinvenimento in particolare elimina le tensioni interne dando luogo ad un metallo con elevata resistenza meccanica e notevole duttilità. Acciai con resistenza migliorata alla corrosione W Tali acciai sono ottenuti con l aggiunta di elementi di lega al fine di aumentarne la resistenza alla corrosione atmosferica creando uno strato autoprotettivo di ossido sul metallo base. Tali elementi sono: Fosforo (P) Rame (Cu) Cromo (Cr) Nichel (Ni) Molibdeno (Mo) W. Salvatore 28

29 Acciai per prodotti piani e lunghi laminati a caldo Qualifica secondo la norma di prodotto UNI EN Il processo produttivo dell acciaio è a discrezione del produttore con l esclusione del processo produttivo Siemens-Martin Nelle varie parti della UNI10025 sono indicati i processi di de-ossidazione i richiesti (UNI , 5 & 6) e le dimensioni massime del grano richieste (UNI , 4 & 6) La norma indica le prove sulla composizione chimica dell acciaio e fornisce i limiti per poter definire un acciaio per usi strutturali: Composizione chimica in siviera Composizione chimica del prodotto Valore del carbonio equivalente secondo la formula (IIW): CEV Mn Cr + Mo + V Ni + Cu = C W. Salvatore 29

30 Acciai per prodotti piani e lunghi laminati a caldo Qualifica secondo la norma di prodotto UNI EN Gli acciai devono essere caratterizzati, per un loro utilizzo nella tecnica delle costruzioni, secondo le loro proprietà meccaniche rilevanti: Tensione limiteit di snervamento Tensione di rottura Deformazione a rottura (allungamento) Resistenza agli urti ed impatti Inoltre le seguenti proprietà tecnologiche sono di interesse per un loro impiego: Saldabilità Lavorabilità Adeguatezza a subire processi di zincatura W. Salvatore 30

31 Acciai per prodotti piani e lunghi laminati a caldo Qualifica secondo la norma di prodotto UNI EN Tensione di snervamento, a rottura e allungamento sotto carico massimo sono determinate tramite la prova di trazione (UNI ) L 0 F F Tensione di snervamento R eh Tensione di rottura R m Allungamento a rottura W. Salvatore 31

32 Acciai per prodotti piani e lunghi laminati a caldo Qualifica secondo la norma di prodotto UNI EN L 0 F F La base di misura L 0 che si considera per la definizione dell allungamento sotto carico massimo può essere presa pari a uno dei seguenti valori (UNI ) L = 5,65 S 0 0 L0 = 80 mm dove S 0 è l area della sezione del provino. Per la qualifica la norma indica a quale base di misura si deve fare riferimento W. Salvatore 32

33 Acciai per prodotti piani e lunghi laminati a caldo Qualifica secondo la norma di prodotto UNI EN La prova ad impatto o Charpy test è eseguita secondo la norme UNI EN ISO 377 e UNI EN campione direzione impatto percussore La prova è eseguita a diverse temperature (0 C, -20 C,-40 C) per testare l infragilimento prodotto dalle basse temperature e valutare così la resilienza del materiale incavo W. Salvatore 33

34 Acciai per prodotti piani e lunghi laminati a caldo Qualifica secondo la norma di prodotto UNI EN Per essere adeguato a subire processi di zincatura l acciaio deve rispettare le seguenti limitazioni del contenuto in S e P Classi Percentuale degli elementi per unità di massa Si Si+2,5P P Claase 1 0,030 0,090 - Classe 2 0, Classe 3 0,14 Si 0,25-0,035 Tutti gli acciai che ricadono nelle classificazioni delle UNI EN sono considerati lavorabili Tutti gli acciai classificati in accordo alle UNI EN possono essere saldati in accordo a quanto specificato in ognuno dei 6 documenti (UNI EN ) W. Salvatore 34

35 Acciai per prodotti piani e lunghi laminati a caldo Qualifica secondo la norma di prodotto UNI EN Per gli acciai che possono subire processi di lavorazione a freddo sono indicati raggi minimi di piegatura impiegabili per evitare rotture e/o cricche Raggio minimo interno spessore elemento - t W. Salvatore 35

36 Acciai per prodotti piani e lunghi laminati a caldo Qualifica secondo la norma di prodotto UNI EN Quando richiesto, per controllare l assenza di difetti all interno del prodotto è necessario l uso di tecniche non distruttive, quali i test ultra-sonici Un impulso ad alta frequenza è introdotto nel campione da esaminare La riflessione dell onda sonora è prodotta dalle discontinuità presenti e dai bordi dell elemento Le riflessioni sono rappresentate su un diagramma opportuno "Dimension ni" difetto "Dimension ni" difetto Distanza da sorgente Distanza da sorgente Elemento privo di difetti Elemento con difetto W. Salvatore 36

37 Acciai per prodotti piani e lunghi laminati a caldo Tolleranze dimensionali UNI EN Ovviamente i prodotti devono avere dimensioni rispondenti alle dimensioni nominali di produzione con una determinata tolleranza. La norma non fornisce esplicite tolleranze ma rimanda alle relative norme: EN10017, tondo di acciaio i per laminazione i a freddo e/o trafilatura t EN10024, Sezioni ad I laminate a caldo con flange rastremate EN10029, Piatti di acciaio laminati a caldo con spessori maggiori di 3mm EN10034, Sezioni di acciai strutturale ad I e H EN10048, Strisce di acciaio strette laminate a caldo EN10051, Piatti, lamiere e strisce di acciaio legato e non-legato non rivestite e laminate a caldo EN10055, Elementi a T con flange uguali e raccordate EN , Angolari a lati disuguali ed uguali in acciaio strutturale: dimensioni EM , Angolari a lati disuguali ed uguali in acciaio strutturale: tolleranze W. Salvatore 37

38 Acciai per prodotti piani e lunghi laminati a caldo Tolleranze dimensionali UNI EN EN10058, Barre in acciaio piatte laminate a caldo dimensioni e tolleranze EN10059, Barre in acciaio quadrate laminate a caldo- dimensioni e tolleranze EN10060, Barre in acciaio i circolari i laminate a caldo dimensioni i i e tolleranze EN10061, Barre in acciaio esagonali dimensioni e tolleranze EN10067, Piatti laminati a caldo dimensioni i i e tolleranze EN10162, Sezioni in acciaio laminate a freddo condizioni di fornitura, dimensioni e tolleranze EN10279, Profilati a C o U in acciaio laminati a caldo - tolleranze e dimensioni W. Salvatore 38

39 Caratteristiche meccaniche acciai non-legati Tensione di snervamento a temperatura ambiente UNI EN Minima tensione di snervamento senrvamento ReH [Mpa] Spessore nominale [mm] Alfanumerica Numerica 16 >16 40 >40 63 >63 80 > > > > > S235JR S235J S235J S275JR S275J S275J S355JR S355L S355J S355K S450J Tensione di snervamento R eh W. Salvatore 39

40 Caratteristiche meccaniche acciai non-legati Tensione di snervamento a temperatura ambiente UNI EN Minima tensione di senrvamento snervamento ReH [Mpa] Spessore nominale [mm] Alfanumerica Numerica 16 >16 40 >40 63 >63 80 > > > > S E E E Tensione di snervamento R eh W. Salvatore 40

41 Caratteristiche meccaniche acciai non-legati Tensione di rottura a temperatura ambiente UNI EN Tensione di rottura Rm [Mpa] Spessore nominale [mm] Alfanumerica Numerica 3 >3 100 > > > S235JR S235J S235J S275JR S275J S275J S355JR S355J S355J S355K S450J Tensione di rottura R m W. Salvatore 41

42 Caratteristiche meccaniche acciai non-legati Tensione di rottura a temperatura ambiente UNI EN Tensione di rottura Rm [Mpa] Spessore nominale [mm] Alfanumerica Numerica 3 >3 100 > > E E E E Tensione di rottura R m W. Salvatore 42

43 Caratteristiche meccaniche acciai non-legati Deformazione massima a rottura UNI EN Allungamento minimo percentuale dopo la rottura [%] Posizione Lo=80mm Lo=5,65 So del Alfanumerica Numerica campione 1 >1 1,5 >1,5 2 >2 2,5 >2, S235JR L S235J T S235J S275JR S275J S275J S355JR S355J S355J L T L T S355K S450J L Allungamento a rottura W. Salvatore 43

44 Caratteristiche meccaniche acciai non-legati Deformazione massima a rottura UNI EN Allungamento minimo percentuale dopo la rottura [%] Posizione Lo=80mm Lo=5,65 So del Alfanumerica Numerica campione 1 >1 1,5 >1,5 2 >2 2,5 >2, E L T E L T E L E T L T Allungamento a rottura W. Salvatore 44

45 Caratteristiche meccaniche acciai non-legati Deformazione massima a rottura UNI EN Allungamento minimo percentuale dopo la rottura [%] Posizione Lo=80mm Lo=5,65 So del Alfanumerica Numerica campione 1 >1 1,5 >1,5 2 >2 2,5 >2, S235JR L S235J T S235J Direzione di laminazione (L) (T) (L) Longitudinale paralllelo alla direzione di laminazione (L) (T) Trasversale ortogonale alla direzione di laminazione W. Salvatore 45

46 Caratteristiche meccaniche acciai non-legati Resilienza UNI EN Temperatura C Energia minima (J) Spessore nominale [mm] Alfanumerica Numerica 150 > > S235JR S235J S235J S275JR S275J S275J S355JR S355L S355J S355K S450J Per la classe di acciaio S185 (basso limite di snervamento) e la classe E (engineering steels) non è richiesta la qualifica della resilienza W. Salvatore 46

47 Caratteristiche meccaniche acciai non-legati Lavorazione a freddo UNI EN Idoneità per Idoneità per Alfa- flangiatura formatura trafilatura a Numerica numerica a freddo a freddo freddo S235JRC X X X S235J0C X X X S235J2C X X X S275JRC X X X S275J0C X X X S275J2C X X X S355JRC X S355J0C X X X S355J2C X X X S355K2C X X X Alfanumerica trafilatura a freddo E295GC X E335GC X E360GC X Gli acciai i adatti a processi di trafilatura t e formatura a freddo prendono il suffisso C o GC nel codice alfa-numerico W. Salvatore 47

48 Caratteristiche meccaniche acciai non-legati Lavorazione a freddo: flangie UNI EN Direzione di Raggio di curvatura interno minimo raccomandato per spessore nominali in [mm] piegamento Alfanumerica Numerica >1 1,5 >1,5 2,5 >2,5 3 >3 4 >4 5 >5 6 >6 7 >7 8 S235JRC L 1,6 2, S235J0C T 1,6 2, S235J2C S275JRC L S275J0C T S275J2C S355J0C L 25 2, S355J2C T 2, S355K2C Direzione di Raggio di curvatura interno minimo raccomandato per spessore nominali in [mm] piegamento Alfanumerica Numerica >8 10 >10 12 >12 14 >14 16 >16 18 >18 20 >20 25 >25 30 S235JRC L S235J0C T S235J2C S275JRC L S275J0C T S275J2C S355J0C S355J2C S355K2C L T W. Salvatore 48

49 Caratteristiche meccaniche acciai non-legati Lavorazione a freddo: laminazione, trafilatura UNI EN Alfanumerica S235JRC S235J0C S235J2C S275JRC S275J0C S275J2C S355J0C S355J2C S355K2C Raggio di curvatura interno minimo raccomandato per spessore nominali in [mm] Numerica t 4 4 t 6 6 t 8 1t 1t 1,5 t 1t 1t 1,5 t 1t 15t 1,5 15t 1,5 Raggio minimo interno spessore elemento - t W. Salvatore 49

50 Caratteristiche chimiche acciai non-legati Composizione chimica in siviera UNI EN Percentuale massima di C per il prodotto nominale Metodo di deossidazione Spessore [mm] Max %Si Max %Mn Max %P Max %S Max %N Max %Cu Alfa- Numerica numerica 16 >16 40 >40 S235JR FN 0,17 0,17 0,20-1,40 0,035 0,035 0,012 0,55 S235J FN 0,17 0,17 0,17-1,40 0,030 0,030 0,012 0,55 S235J FF 0,17 0,17 0,17-1,40 0,025 0,025-0,55 S275JR FN 0,21 0,21 0,22-1,50 0,035 0,035 0,012 0,55 S275J FN 018 0, , , , , , , ,55 S275J FF 0,18 0,18 0,18-1,50 0,025 0,025-0,55 S355JR FN 0,24 0,24 0,24 0,55 1,60 0,035 0,035 0,012 0,55 S355L FN 0,20 0,20 0,22 0,55 1,60 0,030 0,030 0,012 0,55 S355J FF 0,20 0,20 0,22 0,55 1,60 0,025 0,025-0,55 S355K FF 020 0, , , , , , , ,55 S450J FF 0,20 0,20 0,22 0,55 1,70 0,020 0,020 0,025 0,55 FN: non è consentito l utilizzo del metodo rimming steel FF: acciai fully killed,che contengono una quantità sufficienti di elementi leganti azotati da legare l azoto libero W. Salvatore 50

51 Caratteristiche chimiche acciai non-legati Composizione chimica in siviera UNI EN FN: non è consentito l utilizzo del metodo rimming steel Metodo di Max %P Max %S Max %N FF: acciai fully killed,che contengono una quantità sufficienti di elementi leganti azotati da legare l t lib Percentuale massima di C per il prodotto nominale Metodo di de- Spessore [mm] Max %Si Max %Mn Max %P Max %S Max %N Max %Cu Alfanumericossidazione Numerica 16 >16 40 >40 S235JR FN 0,17 0,17 0,20-1,40 0,035 0,035 0,012 0,55 S235J FN 0,17 0,17 0,17-1,40 0,030 0,030 0,012 0,55 S235J FF 0,17 0,17 0,17-1,40 0,025 0,025-0,55 S275JR FN 0,21 0,21 0,22-1,50 0,035 0,035 0,012 0,55 S275J FN 0,18 0,18 0,18-1,50 0,030 0,030 0,012 0,55 S275J FF 0,18 0,18 0,18-1,50 0,025 0,025-0,55 S355JR FN 0,24 0,24 0,24 0,55 1,60 0,035 0,035 0,012 0,55 S355L FN 0,20 0,20 0,22 0,55 1,60 0,030 0,030 0,012 0,55 S355J FF 0,20 0,20 0,22 0,55 1,60 0,025 0,025-0,55 S355K FF 0,20 0,20 0,22 0,55 1,60 0,025 0,025-0,55 S450J FF 0,20 0,20 0,22 0,55 1,70 0,020 0,020 0,025 0,55 deossidazion numerica Numerica e Alfa- E opzionale E FN 0,045 0,045 0,012 E FN 0,045 0,045 0,012 E FN l azoto libero E FN 0,045 0,045 0,012 W. Salvatore 51

52 Caratteristiche chimiche acciai non-legati Composizione chimica del prodotto finale UNI EN La composizione chimica indicata nelle tabella deriva dall analisi della composizione dell acciaio effettuata nella siviera Metodo di Max % di C per il prodotto deossidazion nominale - Spessore [mm] Max %Si Max %Mn Max %P Max %S Max %N Max %Cu Alfanumerica e Numerica 16 >16 40 >40 S235JR FN 0,19 0,19 0,23-1,50 0,045 0,045 0,014 0,60 S235J FN 0,19 0,19 0,19-1,50 0,040 0,040 0,014 0,60 S235J FF 0,19 0,19 0,19-1,50 0,035 0,035-0,60 S275JR FN 0,24 0,24 0,25-1,60 0,045 0,045 0,014 0,60 S275J FN 0,21 0,21 0,21-1,60 0,040 0,040 0,014 0,60 S275J FF 0,21 0,21 0,21-1,60 0, , ,60 S355JR FN 0,27 0,27 0,27 0,60 1,70 0,045 0,045 0,014 0,60 S355L FN 0,23 0,23 0,24 0,60 1,70 0,040 0,040 0,014 0,60 S355J FF 0,23 0,23 0,24 0,60 1,70 0,035 0,035-0,60 S355K FF 0,23 0,23 0,24 0,60 1,70 0,035 0,035-0,60 S450J FF 0,23 0,23 0,24 0,60 1,80 0, , , ,60 Metodo di de- Alfanumerica ossidazion e Max %P Max %S Max %N E opzionale E FN 0,055 0,055 0,014 E FN 0, , , E FN 0,055 0,055 0,014 W. Salvatore 52

53 Caratteristiche chimiche acciai non-legati Valutazione del contenuto di Carbonio equivalente UNI EN Metodo di Max CEV in % per il prodotto nominale deossidazion Spessore [mm] Alfa- Numerica numerica e 30 >30 40 > > > S235JR FN 0,35 0,35 0,38 0,40 - S235J FN 0,35 0,35 0,38 0,40 - S235J FF 0,35 0,35 0,38 0,40 0,40 S275JR FN 0,40 0,40 0,42 0,44 - S275J FN 0,40 0,40 0,42 0,44 - S275J FF 0,40 0,40 0,42 0,44 0,44 S355JR FN 0,45 0,47 0,47 0,49 - S355L FN 0,45 0,47 0,47 0,49 - S355J FF 0,45 0,47 0,47 0,49 0,49 S355K FF 0,45 0,47 0,47 0,49 0,49 S450J FF 0,47 0,47 0, CEV Mn Cr + Mo + V Ni + Cu = C W. Salvatore 53

54 Codice alfa-numerico per gli acciai non-legati UNI EN Gli acciai non legati possono essere forniti secondo le seguenti condizioni: AR, M, N min. 27 J JR J0 J2 J3 J4 min. 40 J KR K0 K2 K3 K4 Temp. C Resilienza Spessori nominali (mm) < S235JR(J0/J2) S275JR(J0/J2) S355JR(J0/J2/K2) S450J Snervamento R eh [MPa] J = energia min.27j K = energia min.40j R = temperatura di prova +20 C 0 = temperatura di prova 0 C 2 = temperatura di prova -20 C AR = grezzo di laminazione (As Rolled) N = laminazione Normalizzata M = laminazione TermoMeccanica 355 = snervamento minimo in MPa S = acciai da costruzione S 355 K 2 M W. Salvatore 54

55 Caratteristiche meccaniche acciai normalizzati a grano fine Tensione di snervamento a temperatura ambiente UNI EN Minima tensione di senrvamento ReH [Mpa] Spessore nominale [mm] Alfanumerica Numerica 16 >16 40 >40 63 >63 80 > > > > S275N S275NL S355N S355NL S420N S420NL S460N S460NL Tensione di snervamento R eh W. Salvatore 55

56 Caratteristiche meccaniche acciai normalizzati a grano fine Tensione di rottura a temperatura ambiente UNI EN Tensione di rottura Rm [Mpa] Spessore nominale [mm] Alfa- numerica Numerica 100 > > S275N S275NL S355N S355NL S420N S420NL S460N S460NL Tensione di rottura R m W. Salvatore 56

57 Caratteristiche meccaniche acciai normalizzati a grano fine Deformazione massima a rottura UNI EN i Allungamento minimo percentuale dopo la rottura [%] Lo=5,65 So, Spessore nominale [mm] Alfanumerica Numerica S275N S275NL S355N S355NL S420N S420NL S460N S460NL Allungamento a rottura W. Salvatore 57

58 Caratteristiche meccaniche acciai normalizzati a grano fine Resilienza UNI EN Valore minimo dell'energia energia di impatto alle temperature di prova C Alfanumerica Numerica S275N S355N S420N S460N S275NL S355NL S420NL S460NL direzione impatto percussore campione Prova con pendolo Charpy incavo W. Salvatore 58

59 Caratteristiche chimiche acciai normalizzati a grano fine Composizione chimica in siviera UNI EN Analisi chimica della composizione in siviera Alfanumerica Numerica C% max Si% max Mn% max P% max S% max Nb% max V% max S275N ,18 0,40 0,50-1,50 0,03 0,025 0,05 0,05 S275NL ,16 0,40 0,50-1,50 0,025 0,020 0,05 0,05 S355N ,20 0,50 0,90-1,65 0,0303 0, ,0505 0,12 S355NL ,18 0,50 0,90-1,65 0,025 0,020 0,05 0,12 S420N ,20 0,60 1,00-1,70 0,03 0,025 0,05 0,20 S420NL ,20 0,60 1,00-1,70 0,025 0,020 0,05 0,20 S460N ,20 0,60 1,00-1,70 1 0,0303 0, ,0505 0,20 S460NL ,20 0,60 1,00-1,70 0,025 0,020 0,05 0,20 Analisi chimica della composizione in siviera Alfa- numerica Numerica Al% min Ti% max Cr% max Ni% max Mo% max Cu% max N% max S275N ,02 0,05 0,30 0,30 0,10 0,55 0,015 S275NL ,02 0,05 0,30 0,30 0,10 0,55 0,015 S355N ,02 0,05 0,30 0,50 0,10 0,55 0,015 S355NL ,02 0,05 0,30 0,50 0,10 0,55 0,015 S420N ,02 0,05 0,30 0,80 0,10 0,55 0,015 S420NL ,02 0,05 0,30 0,80 0,20 0,55 0,025 S460N ,02 0,05 0,30 0,80 0,20 0,55 0,025 S460NL ,02 0,05 0,30 0,80 0,20 0,55 0,025 W. Salvatore 59

60 Caratteristiche chimiche acciai normalizzati a grano fine Composizione chimica del prodotto finale UNI EN Analisi chimica della composizione del prodotto finale Alfanumerica C% max Si% max Mn% max P% max S% max Nb% max V% max S275N ,20 0,45 0,45-1,60 0,035 0,030 0,06 0,07 S275NL ,20 0,45 0,45-1,60 0,030 0,025 0,06 0,07 S355N ,18 0,55 0,85-1,75 0, , ,0606 0,14 S355NL ,18 0,55 0,85-1,75 0,030 0,025 0,06 0,14 S420N ,22 0,65 0,95-1,80 0,035 0,030 0,06 0,22 S420NL ,22 0,65 0,95-1,80 0,030 0,025 0,06 0,22 S460N ,22 0,65 0,95-1,80 0,035 0,030 0,06 0,22 S460NL ,22 0,65 0,95-1,80 0,030 0,025 0,06 0,22 Analisi chimica della composizione del prodotto finale Alfa- numerica Numerica Al% min Ti% max Cr% max Ni% max Mo% max Cu% max N% max S275N ,015 0,06 0,35 0,35 0,13 0,60 0,017 S275NL ,015 0,06 0,35 0,35 0,13 0,60 0,017 S355N ,015 0,06 0,35 0,55 0,13 0,60 0,017 S355NL , , ,35 0, , , ,017 S420N ,015 0,06 0,35 0,85 0,13 0,60 0,027 S420NL ,015 0,06 0,35 0,85 0,13 0,60 0,027 S460N ,015 0,06 0,35 0,85 0,13 0,60 0,027 S460NL , ,0606 0,35 0,85 0,13 0,60 0, W. Salvatore 60

61 Caratteristiche chimiche acciai normalizzati a grano fine Valutazione del contenuto di Carbonio equivalente UNI EN Massimo CEV calcolato sulla composizione della siviera Alfanumerica Numerica 63 > > S275N ,40 0,40 0,42 S275NL ,40 0,40 0,42 S355N , , ,45 S355NL ,43 0,45 0,45 S420N ,48 0,50 0,52 S420NL ,48 0,50 0,52 S460N ,53 0,54 0,55 S460NL ,53 0,54 0,55 CEV Mn Cr + Mo + V Ni + Cu = C W. Salvatore 61

62 Codice alfa-numerico per gli acciai a grano fine normalizzati Gli acciai a grano fine possono essere forniti secondo la condizione N ed M UNI EN R eh [MPa] Spessori nominali (mm) (EN 10027) >16 >40 >63 >80 >100 >150 >200 <16 <40 <63 <80 <100 <150 <200 <250 S275N(NL) S355N(NL) S420N(NL) S460N(NL) <16 >16 >40 >63 >80 >100 <40 <63 <80 <100 < S275M(ML) S355M(ML) S420M(ML) S460M(ML) Snervamento L Resilienza per la qualità con i valori minimi specificati di resilienza a temperature non minori di -50 C N = Normalizzato 420 = snervamento minimo in MPa L = resilienza a M = Laminazione termomeccanica temperature non minori i di -50 C S = acciai da costruzione S 420 N L W. Salvatore 62

63 Caratteristiche meccaniche acciai termomeccanici Tensione di snervamento a temperatura ambiente UNI EN Minima i tensione di senrvamento ReH [Mpa] Spessore nominale [mm] Alfanumerica Numerica 16 >16 40 >40 63 >63 80 > > S275M S275ML S355M S355ML S420M S420ML S460M S460ML Tensione di snervamento R eh W. Salvatore 63

64 Caratteristiche meccaniche acciai termomeccanici Tensione e deformazione massima a rottura UNI EN Tensione di rottura Rm [Mpa] Spessore nominale [mm] Alfanumerica Numerica 40 >40 63 >63 80 > > S275M S275ML S355M S355ML S420M S420ML S460M S460ML Allungamento minimo percentuale dopo la rottura [%] Alfanumerica Numerica Lo=5,65 So, Spessore nominale [mm] S275M S275ML S355M S355ML S420M S420ML S460M S460ML Allungamento a rottura Tensione di rottura R m W. Salvatore 64

65 Caratteristiche meccaniche acciai termomeccanici Resilienza UNI EN Valore minimo dell'energia energia di impatto alle temperature di prova C Alfanumerica Numerica S275M S355M S420M S460M S275ML S355ML S420ML S460ML direzione impatto L indica gli acciai con valori minimi di resilienza specificati sino a -50 C campione percussore Prova con pendolo Charpy incavo W. Salvatore 65

66 Caratteristiche chimiche acciai termomeccanici Composizione chimica in siviera UNI EN Analisi chimica della composizione in siviera Alfanumerica C% max Si% max Mn% max P% max S% max Nb% max V% max Numerica S275M ,13 0,50 1,50 0,030 0,025 0,05 0,0'8 S275ML ,13 0,50 1,50 0,025 0,020 0,05 0,08 S355M ,14 0,50 1,60 0, , ,0505 0,10 S355ML ,14 0,50 1,60 0,025 0,020 0,05 0,10 S420M ,16 0,50 1,70 0,030 0,025 0,05 0,12 S420ML ,16 0,50 1,70 0,025 0,020 0,05 0,12 S460M ,16 0,60 1,70 0, , ,0505 0,12 S460ML ,16 0,60 1,70 0,025 0,020 0,05 0,12 Analisi chimica della composizione in siviera Alfanumerica Al% min Ti% max Cr% max Ni% max Mo% max Cu% max N% max Numerica S275M ,02 0,05 0,30 0,30 0,10 0,55 0,015 S275ML ,02 0,05 0,30 0,30 0,10 0,55 0,015 S355M ,0202 0,0505 0,30 0,50 0,10 0,55 0, S355ML ,02 0,05 0,30 0,50 0,10 0,55 0,015 S420M ,02 0,05 0,30 0,80 0,20 0,55 0,025 S420ML ,02 0,05 0,30 0,80 0,20 0,55 0,025 S460M ,0202 0,0505 0,30 0,80 0,20 0,55 0, S460ML ,02 0,05 0,30 0,80 0,20 0,55 0,025 W. Salvatore 66

67 Caratteristiche chimiche acciai termomeccanici Composizione chimica del prodotto finale UNI EN Analisi chimica del prodotto finito Alfanumerica C% max Si% max Mn% max P% max S% max Nb% max V% max Numerica S275M ,15 0,55 1,60 0,035 0,030 0,06 0,10 S275ML ,15 0,55 1,60 0,030 0,025 0,06 0,10 S355M , , , , , , ,12 S355ML ,16 0,55 1,70 0,030 0,025 0,06 0,12 S420M ,18 0,55 1,80 0,035 0,030 0,06 0,14 S420ML ,18 0,55 1,80 0,030 0,025 0,06 0,14 S460M ,18 0,65 1,90 0,035 0,030 0,06 0,14 S460ML ,18 0,65 1,90 0,030 0,025 0,06 0,14 Analisi chimica del prodotto finito Alfa- Numerica numerica Al% min Ti% max Cr% max Ni% max Mo% max Cu% max N% max S275M ,015 0,06 0,35 0,35 0,13 0,60 0,017 S275ML ,015 0,06 0,35 0,35 0,13 0,60 0,017 S355M ,015 0,06 0,35 0,55 0,13 0,60 0,017 S355ML ,015 0,06 0,35 0,55 0,13 0,60 0,017 S420M ,015 0,06 0,35 0,85 0,23 0,60 0,027 S420ML ,015 0,06 0,35 0,85 0,23 0,60 0,027 S460M ,015 0,06 0,35 0,85 0,23 0,60 0,027 S460ML , , , , , , ,027 W. Salvatore 67

68 Caratteristiche chimiche acciai termomeccanici Valutazione del contenuto di Carbonio equivalente UNI EN Massimo CEV calcolato sulla composizione della siviera Alfanumerica Numerica 16 >16 40 >40 63 > > S275M S275ML ,34 0,34 0,35 0,38 0,38 S355M S355ML ,39 0,39 0,40 0,45 0,45 S420M S420ML ,43 0,45 0,46 0,47 0,47 S460M S460ML ,45 0,46 0,47 0,48 0,48 CEV Mn Cr + Mo + V Ni + Cu = C W. Salvatore 68

69 Caratteristiche meccaniche acciai resistenti alla corrosione Spessori e tipologie di elementi UNI EN Prodotti piani Prodotti lunghi Sezioni Barre Funi Alfanumerica Numerica Spessore nominale [mm] Spessore nominale [mm] S235J0W X X X X S235J2W X X X X S355J0WP X - X - - S355J2WP X - X - - S355J0W X X X X S355J2W X X X X S355K2W X X X X La norma UNI riguarda unicamente gli acciai resistenti alla corrosione atmosferica caratterizzati dagli spessori e dalle classi di resistenza riportati in tabella. W. Salvatore 69

70 Caratteristiche meccaniche acciai resistenti alla corrosione Tensione di snervamento a temperatura ambiente UNI EN Minima tensione di senrvamento ReH [Mpa] Spessore nominale [mm] Alfanumerica Numerica 16 >16 40 >40 63 >63 80 > > S235J0W S235J2W S355J0WP S355J2WP S355J0W S355J2W S355K2W Tensione di snervamento R eh W. Salvatore 70

71 Caratteristiche meccaniche acciai resistenti alla corrosione Tensione e deformazione massima a rottura UNI EN Allungamento minimo percentuale dopo la rottura [%] Posizione Lo=80mm Lo=5,65 So del Spessore nominale [mm] Spessore nominale [mm] Alfanumerica 150 campione 100 Numerica >1, ,5 2, S235J0W L S235J2W T S355J0WP L S355J2WP T S355J0W S355J2W L T S355K2W Tensione di rottura Rm [Mpa] Alfanumerica 150 >100 Numerica <3 >3 100 S235J0W S235J2W S355J0WP S355J2WP S355J0W S355J2W S355K2W Allungamento a rottura Tensione di rottura R m W. Salvatore 71

72 Caratteristiche meccaniche acciai resistenti alla corrosione Resilienza UNI EN Temperatura Energia minima i Alfa-numerica Numerica C J S235J0W S235J2W S355J0WP S355J2WP S355J0W S355J2W S355K2W direzione impatto percussore campione Prova con pendolo Charpy incavo W. Salvatore 72

73 Caratteristiche meccaniche acciai resistenti alla corrosione Lavorazioni a freddo UNI EN Direzione di piegamento Raggio di curvatura interno minimo raccomandato per spessore nominali in [mm] Alfanumerica Numerica >1,5 2,5 >2,5 3 >3 4 >4 5 >5 6 >6 7 >7 8 S235J0W L 2, S235J2W T 2, S355J0WP L S355J2WP T S355J0W L S355J2W T S355K2W Direzione di Raggio di curvatura interno minimo raccomandato per spessore nominali piegamento in [mm] Alfa- numerica Numerica >8 10 >10 12 >12 14 >14 16 >16 18 >18 20 S235J0W L S235J2W T S355J0WP L S355J2WP T S355J0W S355J2W S355K2W L T Raggio minimo interno spessore e elemento e e - t W. Salvatore 73

74 Caratteristiche chimiche acciai resistenti alla corrosione Composizione chimica in siviera UNI EN Metodo di Analisi chimica della composizione in siviera Alfa- deossidazione Numerica numerica C% max Si% max Mn% P% S% max N% max S235J0W FN 0,13 0,40 0,20-0,60 max 0,035 0,035 0,009 S235J2W FF 0,13 0,40 0,20-0,60 max 0,035 0,030 - S355J0WP FN 0,12 0,75 max 1,0 0,06-0, , , S355J2WP FF 0,12 0,75 max 1,0 0,06-0,15 0,030 - S355J0W FN 0,16 0,50 0,50-1,50 max 0,035 0,035 0,009 S355J2W FF 0,16 0,50 0,50-1,50 max 0,030 0,030 - S355K2W FF 0,16 0,50 0,50-1,50 max 0, , Analisi chimica della composizione in siviera Metodo di Aggiunta di Alfa- de- Numerica elementi Cr% max Cu% max Altri numerica ossidazione azotati leganti S235J0W FN - 0,40-0,80 0,25-0,55 Ni <0,65% S235J2W FF SI 0,40-0,80 0,25-0,55 Ni <0,65% S355J0WP FN - 0,30-1,25 0,25-0,55 Ni <0,65% S355J2WP FF SI 0,30-1,25 0,25-0,55 Ni <0,65% S355J0W FN - 0,40-0,80 0,25-0,55 Ni <0,65% S355J2W FF SI 0,40-0,80 0,25-0,55 Zr <0,15% S355K2W FF SI 0,40-0,80 0,25-0,55 Mo <0,30% W. Salvatore 74

75 Caratteristiche chimiche acciai resistenti alla corrosione Composizione chimica del prodotto finale UNI EN Metodo di Analisi chimica del prodotto finito Alfa- deossidazione Numerica numerica C% max Si% max Mn% P% S% max N% max S235J0W FN 0,16 0,45 0,15-0,70 max 0,040 0,040 0,010 S235J2W FF 0,16 0,45 0,15-0,70 max 0,040 0,035 - S355J0WP FN 0,15 0,80 max 1,11 0,05-0, , , S355J2WP FF 0,15 0,80 max 1,1 0,05-0,16 0,035 - S355J0W FN 0,19 0,55 0,45-1,60 max 0,040 0,040 0,010 S355J2W FF 0,19 0,55 0,45-1,60 max 0,035 0,035 - S355K2W FF 0,19 0,55 0,45-1,60 max 0, , Analisi chimica del prodotto finito Metodo di Aggiunta di Alfa- de- Numerica elementi Cr% max Cu% max Altri numerica ossidazione azotati leganti S235J0W FN - 0,35-0,85 0,20-0,60 Ni <0,65% S235J2W FF SI 0,35-0,85 0,20-0,60 Ni <0,65% S355J0WP FN - 0,25-1,35 0,20-0,60 0 Ni <0,65% S355J2WP FF SI 0,25-1,35 0,20-0,60 Ni <0,65% S355J0W FN - 0,35-0,85 0,20-0,60 Ni <0,65% S355J2W FF SI 0,35-0,85 0,20-0,60 Zr <0,15% S355K2W FF SI 0,35-0,85 0 0,20-0,60 0 Mo <0,30% W. Salvatore 75

76 Codice alfa-numerico per gli acciai resistenti alla corrosione Gli acciai resistenti alla corrosione sono forniti secondo la condizione W UNI EN min. 27 J JR J0 J2 J3 J4 min. 40 J KR K0 K2 K3 K4 Temp. C Resilienza Spessori nominali (mm) < S235J0(J2)W S355J0(J2)WP S355J0(J2/K2)W Snervamento R eh [MPa] 355 = snervamento minimo in MPa J = energia min.27j K = energia min.40j R = temperatura di prova +20 C 0 = temperatura di prova 0 C 2 = temperatura di prova -20 C W = weathering S = acciai da costruzione S 355 J 2 W P P = presenza di fosforo W. Salvatore 76

77 Caratteristiche meccaniche acciai ad elevato snervamento Tensione di snervamento a temperatura ambiente UNI EN Minima tensione di senrvamento ReH [Mpa] Spessore nominale [mm] Alfanumerica Numerica >3 50 > > S460Q S460QL S460QL S500Q S500QL S500QL S550Q S550QL S550QL S620Q S620QL S620QL S690Q S690QL S690QL S890Q S890QL S890QL S960Q S960QL Tensione di snervamento R eh W. Salvatore 77

78 Caratteristiche meccaniche acciai ad elevato snervamento Tensione e deformazione massima a rottura UNI EN Tensione di rottura Rm [Mpa] Spessore nominale [mm] Alfanumerica Numerica >3 50 > > S460Q S460QL S460QL S500Q S500QL S500QL S550Q S550QL S550QL S620Q S620QL S620QL S690Q S690QL S690QL S890Q S890QL S890QL S960Q S960QL Allungamento minimo percentuale dopo la rottura [%] Alfanumerica Lo=5,65 So, Spessore nominale [mm] S460Q S460QL S460QL S500Q S500QL S500QL S550Q S550QL S550QL S620Q S620QL S620QL S690Q S690QL S690QL S890Q S890QL S890QL S960Q S960QL Tensione di rottura R m Allungamento a rottura W. Salvatore 78

79 Caratteristiche meccaniche acciai ad elevato snervamento Resilienza UNI EN Valori minimi dell'energia in J alle temperature t di prova in C Alfanumerica Numerica S460Q S500Q S550Q S620Q S690Q S890Q S960Q S460QL S500QL S550QL S620QL S690QL S890QL S960QL S460QL S500QL S550QL S620QL S690QL S890QL campione Prova con pendolo Charpy direzione impatto percussore incavo W. Salvatore 79

80 Caratteristiche chimiche acciai ad elevato snervamento Composizione chimica in siviera UNI EN Classi Qualità Analisi chimica della composizione in siviera C% max Si% max Mn% max P% max S% max N% max B% max Cr% max - 0,025 0,015 Tutte L 0,20 0,80 1,70 0,020 0,010 0,015 0,005 1,5 L1 0,020 0,010 Classi Tutte Qualità Analisi chimica della composizione in siviera Cu% max Mo% max Nb% max Ni% max Ti% max V% max Zr% max - L 0,5 0,7 0,06 2,0 0,05 0,12 0,15 L1 Composizione chimica del prodotto finale Classi Qualità Analisi chimica del prodotto finito C% max Si% max Mn% max P% max S% max N% max B% max Cr% max - 0,030 0,017 Tutte L 0,22 0,86 1,80 0,025 0,012 0,016 0,006 1,6 L , ,012 Classi Qualità Analisi chimica del prodotto finito Cu% max Mo% max Nb% max Ni% max Ti% max V% max Zr% max - Tutte L 0,55 0,74 0,07 2,1 0,07 0,14 0,17 L1 W. Salvatore 80

81 Caratteristiche chimiche acciai ad elevato snervamento Valutazione del contenuto di Carbonio equivalente UNI EN Massimo CEV calcolato sulla composizione della siviera spessore del prodotto [mm] Alfanumerica Numerica 50 > > S460Q S460QL ,47 0,48 0,50 S460QL S500Q S500QL ,47 0,70 0,70 S500QL S550Q S550QL ,65 0,77 0,83 S550QL S620Q S620QL ,65 0,77 0,83 S620QL S690Q S690QL ,65 0,77 0,83 S690QL S890Q S890QL ,72 0,82 - S890QL S960Q S960QL , Mn Cr + Mo + V Ni + Cu CEV = C W. Salvatore 81

82 Codice alfa-numerico per gli acciai ad elevato snervamento Gli acciai ad alto limite di snervamento possono essere forniti secondo la condizione Q UNI EN L L1 Resilienza Snervamento per la qualità con i valori minimi specificati di R eh [MPa] resilienza a temperature non minori di -40 C Spessori nominali (mm) per la qualità con i valori minimi specificati di 3 < t < < t < < t < 150 resilienza a temperature non minori di -60 C S460Q (QL/QL1) S500Q (QL/QL1) S550Q (QL/QL1) S620Q (QL/QL1) S690Q (QL/QL1) S890Q (QL/QL1) S960Q (QL) Q = Quenched and tempered L = resilienza a temperature non minori di -40 C L1 = resilienza a temperature non minori di -60 C 500 = snervamento minimo in MPa S = acciai da costruzione S 500 Q L W. Salvatore 82

83 Profili cavi formati a caldo UNI EN Questa classe di prodotti è ottenuta per formatura a caldo di elementi in acciaio laminato acaldononlegatooagranofine.gliacciainon-legati possono essere utilizzati sino ad uno spessore di 120mm mentre quelli a grano fine sino ad uno spessore di 65mm. La sezione cava può essere ottenuta utilizzando un procedimento senza giunzioni oppure utilizzando un procedimento di saldatura per unire i due lembi del profilo Saldatura Oltre ai controlli riguardanti le proprietà meccaniche e la composizione i chimica i dell acciaio i sono obbligatori i controlli sulla qualità della saldatura e sui difetti superficiali presenti sulla superficie esterna del profilo. Essendo un profilo realizzati da formatura di prodotti precedentemente laminati è richiesto anche un controllo sulle tolleranze dimensionali W. Salvatore 83

84 Composizione chimica della colata Acciai non-legati Acciai a grano fine Profili cavi formati a caldo %massima Alfanumericossidazione Tipo di de- Numerica C Si Mn P S N Spessori [mm] <40 >40 <120 S235JRH FN 0,17 0,20-1,40 0,040 0,040 0,009 S275J0H FN 0,20 0,22-1,50 0,035 0,035 0,009 S275J2H FF 0,20 0,22-1,50 0,030 0,030 - S355J0H FN 0,22 0,22 0,55 1,60 0,035 0,035 0,009 S355J2H FF 0,22 0,22 0,55 1,60 0, , S355K2H FF 0,22 0,22 0,55 1,60 0,030 0,030 - % massima Alfanumerica Tipo di deossidazione Numerica C Si Mn P S Nb V Al,tot Ti Cr Ni Mo Cu N S275NH GF S275NLH GF S355NH GF S355NLH GF S420NH GF S420NLH GF S460NH GF S460NLH GF 020 0,20 0,20 0,18 0,22 0,22 0,50 0,035 0, ,40 1,40 0,030 0,025 0,50 0,90 0,035 0,030 1,65 0,030 0,025 0,60 1,00 0,035 0, , ,030 0, ,60 1,00 0,035 0,030 1,70 0,030 0,025 0, ,08 0, ,03 0,050 0,12 0,020 0,03 0,30 0,050 0,20 0,020 0,03 0,050 0,20 0,020 0,03 0, , , , ,35 0,30 0,80 0,10 0,70 0, ,50 0,10 0,35 0,020 0,025 0,80 0,10 0,70 0,025 W. Salvatore 84

85 Deviazioni ammissibili dell analisi del prodotto Massimo contenuto Deviazione ammissibile dai Elemento ammissibile nell'analisi della limiti specificati % colata % 0, C >0, Si 0, non-legato 1,60 +0,10 Mn a grano fine 1,70-0,05 +0,10 non-legato 0,040 +0,010 P S a grano fine 0,035 +0,005 non-legato 0,040 +0,010 a grano fine 0,035 +0,005 Nb 0,060, +0,010 V 0,20 +0,02 Ti 0,03 +0,01 Cr 0,30 +0,05 Ni 0, ,0505 Mo 0,10 +0,03 Cu 0,35 +0,04 0,35<Cu 0,70 +0,07 N 0, , Al total 0,020-0,005 Profili cavi formati a caldo UNI EN W. Salvatore 85

86 Profili cavi formati a caldo Determinazione del contenuto di CEV UNI EN Acciai non-legati Massima % del CEV - Spessore [mm] Alfanumerica Numerica <16 >16 <40 >40 <65 >65 <120 S235JRH ,37 0,39 0,41 0,44 S275J0H ,41 0,43 0,45 0,48 S275J2H ,41 0,43 0,45 0,48 S355J0H ,45 0,47 0,50 0,53 S355J2H ,45 0,47 0,50 0,53 S355K2H ,45 0,47 0,50 0,53 Massima % del CEV - Spessore [mm] Alfa- numerica Numerica <16 >16 <65 S275NH S275NLH ,40 0,40 S355NH S355NLH ,43 0,45 S420NH S420NLH ,50 0,52 S460NH S460NLH ,53 0,55 Acciai a grano fine W. Salvatore 86

87 Caratteristiche meccaniche di profili cavi formati a caldo Tensione di snervamento UNI EN Acciai non-legati Minima i tensione di senrvamento ReH [Mpa] Spessore nominale [mm] Alfa-numerica Numerica <16 >16 <40 >40 <63 >63 <80 >80 <100 >100 <120 S235JRH S275J0H S275J2H S355J0H S355J2H S355K2H Acciai a grano fine Minima tensione di senrvamento ReH [Mpa] Spessore nominale [mm] Alfanumerica Numerica <16 >16 <40 >40 <65 S275NH S275NLH S355NH S355NLH S420NH S420NLH S460NH S460NLH Tensione di snervamento R eh W. Salvatore 87

88 Caratteristiche meccaniche di profili cavi formati a caldo Tensione di rottura UNI EN Acciai non-legati Acciai a grano fine Tensione di rottura Rm [Mpa] Spessore nominale [mm] Alfanumerica Numerica <3 >3 <100 >100 <120 S235JRH S275J0H S275J2H S355J0H S355J2H S355K2H Tensione di rottura Rm [Mpa] Alfanumerica Numerica <65 S275NH S275NLH S355NH S355NLH S420NH S420NLH S460NH S460NLH Tensione di rottura R m W. Salvatore 88

89 Caratteristiche meccaniche di profili cavi formati a caldo Deformazione ultima UNI EN Acciai non-legati Allungamento a rottura Acciai a grano fine Allungamento minimo percentuale dopo la rottura [%] Spessore nominale [mm] Alfanumerica Numerica <40 >40 <63 >63 <100 >100 <120 S235JRH S275J0H S275J2H S355J0H S355J2H S355K2H Allungamento minimo percentuale Spessore <65mm Alfanumerica Direzione Direzione longitudinale (L) trasversale (T) S275NH S275NLH S355NH S420NH S355NLH S420NLH S460NH S460NLH W. Salvatore 89

90 Caratteristiche meccaniche di profili cavi formati a caldo Resilienza UNI EN Acciai non-legati Valori minimi dell'energia in J alle temperature di prova in C Alfa-numerica Numerica -20 C 0 C 0C 20 C S235JRH S275J0H S275J2H S355J0H S355J2H S355K2H campione direzione impatto percussore incavo e Acciai a grano fine Valori minimi dell'energia in J alle temperature t di prova in C Alfa-numerica Numerica -50 C -20 C S275NH S275NLH S355NH S355NLH S420NH S420NLH S460NH S460NLH W. Salvatore 90

91 Gli acciai da carpenteria metallica Acciai per profili cavi formati a caldo UNI EN I profili cavi sono ottenuti da acciai non legati oppure da acciai a grano fine Snervamento R eh [MPa] acciai non legati Spessori nominali (mm) < S235JRH S275J0H S275J2H S355J0H eh Acciaio non legato S355J2H S355 J2 H Snervamento R eh eh [MPa] acciai a grano fine Spessori nominali (mm) < S275NH S275NLH S355NH S355NLH Acciaio a grano fine normalizzato S460NH S355 NL H S460NLH sigla identificativa degli acciai per profili cavi W. Salvatore 91

92 Profili cavi formati a freddo I profili possono essere ottenuti tramite lavorazione a freddo delle seguenti classi di materiale: ae ae Acciai laminati non-legati Acciai normalizzati o laminati e normalizzati (condizioni di fornitura N ed NL) Acciai laminati termomeccanici (condizioni di fornitura M ed ML) Le sezioni sono realizzate saldando i lembi della sezione, per cui la qualità della saldatura nonché le caratteristiche superficiali della sezione devono essere attentamente controllate. Le prove da condursi sulle saldature sono prove non distruttive (NDT) Le tolleranze dimensionali devono essere controllate con ispezioni visive e devono essere nei limiti indicati nella norma Sono lavorati a freddo elementi con spessore minore od uguale a 40mm W. Salvatore 92

93 Composizione chimica della colata Profili cavi formati a freddo UNI EN Acciai non-legati Alfanumerica Acciai termomeccanici Acciai normalizzati Tipo di deossidazion % massima Numerica C Si Mn P S N e S235JRH FF 0,17-1,40 0,040 0,040 0,009 S275J0H FF 0,20-1,50 0,035 0,035 0,009 S275J2H FF 0,20-1,50 0,030 0,030 - S355J0H FF 0,22 0,55 1,60 0,035 0,035 0,009 S355J2H FF 0,22 0,55 1,60 0,030 0,030 - S355K2H FF 0,22 0,55 1,60 0,030 0,030 - % massima Tipo di de- Alfa- Numerica C Si Mn P S Nb i % Vmassima Al,tot Ti Ni Mo N Tipo ossidazion di deossidazion e Alfa- Numerica C Si Mn P S Nb V Al,tot Ti Cr Ni Mo Cu N e S275MH GF 0,13 0,50 1,50 0,035 0, ,50 0,08 0,020 0,050 0,30 0,20 0,020 S275MLH S275NH GF 0,030 0,20 0,40 0,50-1,40 0,035 0,025 0, , ,08 0, , , , , , ,015 S275NLH S355MH GF 0,030 0,025 0,14 0,50 1,50 0,035 0,030 0,50 0,10 0,020 0,050 0,30 0,20 0,020 S355MLH S355NH GF 0,20 0,030 0,035 0,025 0,030 0,50 0,90-1,65 0,050 0,12 0,020 0,03 0,30 0,50 0,10 0,35 0,020 S355NLH S420MH GF 0,18 0,030 0,025 0,16 0,50 1,70 0,035 0, ,50 0,12 0,020 0,050 0,30 0,20 0,020 S420MLH S460NH GF 0,030 0,22 0,60 1,00-1,70 0,035 0,025 0, , ,20 0, , , , , , ,025 S460NLH S460MH GF 0,030 0,025 0,16 0,50 1,70 0,035 0,030 0,50 0,12 0,020 0,050 0,30 0,20 0,020 S460MLH GF 0,030 0,025 W. Salvatore 93

94 Profili cavi formati a freddo Valutazione della percentuale del CEV della colata UNI EN Acciai normalizzati (N, NL) Acciai non-legati (AR) Alfanumerica Numerica Massima % del CEV - Spessore <40mm S235JRH ,35 S275J0H ,40 S275J2H ,40 S355J0H S355J2H S355K2H ,45 0,45 0,45 Acciai termomeccanici (M, ML) Alfa-numerica Numerica S275NH S275NLH S275MH S275MLH S355NH S355NLH S355MH S355MLH S420MH S420MLH S460NH S460NLH S460MH S460MLH Massima % del CEV - Spessore <40mm 040 0,40 0,34 0,43 0,39 0,43 0,53 0,46 W. Salvatore 94

95 Caratteristiche meccaniche profili cavi formati a freddo Tensione di snervamento Acciai non-legati (AR) Acciai termomeccanici (M, ML) Acciai normalizzati at (N, NL) Alfanumerica Numerica Alfanumerica Numerica S275NH S275NLH S355NH S355NLH S460NH S460NLH Minima tensione di senrvamento ReH [Mpa] Spessore nominale [mm] <16 >16 < i Minima i tensione di senrvamento ReH Alfanumerica [Mpa] Spessore nominale [mm] <16 >16 <40 S235JRH S275J0H S275J2H S355J0H S355J2H S355K2H S275MH S275MLH S355MH S355MLH S420MH S420MLH S460NH S460NLH Minima tensione di senrvamento ReH [Mpa] Spessore nominale [mm] <16 >16 < Tensione di snervamento R eh W. Salvatore 95

96 Tensione di rottura Caratteristiche meccaniche profili cavi formati a freddo Acciai non-legati (AR) Acciai termomeccanici (M, ML) ione Tensione di rottura ra Rm Tensione di rottura Rm [Mpa] Alfanumericnumerica Numerica [Mpa] Alfa- Numerica Spessore nominale [mm] Spessore nominale [mm] <3 >3 <40 < 40 S235JRH S275MH S275J0H S275MLH S275J2H S355MH S355J0H S355MLH S355J2H S420MH S355K2H S420MLH S460NH S460NLH Acciai normalizzati at (N, NL) Tensione di rottura Rm Alfanumerica [Mpa] Spessore nominale [mm] < 40 S275NH S275NLH S355NH S355NLH S460NH S460NLH Tensione di rottura R m W. Salvatore 96

97 Caratteristiche meccaniche profili cavi formati a freddo Deformazione ultima Acciai non-legati (AR) Acciai termomeccanici (M, ML) Alfanumerica Numerica S235JRH S275J0H S275J2H S355J0H S355J2H S355K2H Acciai normalizzati at (N, NL) Alfa-numerica Numerica S275NH S275NLH S355NH S355NLH S460NH S460NLH Allungamento minimo i Allungamento minimo i percentuale dopo la percentuale dopo la Alfa-numerica Numerica rottura [%] rottura [%] Spessore <40mm Spessore <40mm 24 S275MH S275MLH S355MH S355MLH S420MH S420MLH S460NH S460NLH Allungamento minimo percentuale dopo la rottura [%] Spessore <40mm Allungamento a rottura W. Salvatore 97

98 Resilienza Caratteristiche meccaniche profili cavi formati a freddo Acciai non-legati (AR) Acciai termomeccanici (M, ML) i Valori minimi i i dell'energia Valori minimi dell'energia in J alle Alfa-numerica Numerica temperature di prova in C Alfanumerica in J alle temperature di prova in C -20 C 0 C 20 C -50 C -20 C S235JRH S275MH S275J0H S275MLH S275J2H S355MH S355J0H S355MLH S355J2H S420MH S355K2H S420MLH S460NH S460NLH Acciai normalizzati (N, NL) Valori minimi dell'energia Alfanumerica Numerica in J alle temperature di prova in C -50 C -20 C direzione impatto percussore S275NH S275NLH S355NH S355NLH S460NH S460NLH campione incavo W. Salvatore 98

99 Gli acciai da carpenteria metallica Acciai laminati a caldo e formati a freddo UNI EN Questa classe di acciai si ottiene per formatura a freddo di elementi prodotti per laminazione a caldo (acciai di base non legati ed a grano fine normalizzati e termomeccanici). Snervamento R eh [MPa] acciai non legati Gradi di acciaio t < 16 mm 16 < t < 40 mm S235JRH S275J0H Acciaio non legato S275J2H S355J0H S 275 J0 H S355J2H Snervamento R eh [MPa] acciai a grano fine (N) Gradi di acciaio t < 16 mm 16 < t < 40 mm S275NH/NLH S355NH/NLH S460NH/NLH Snervamento R eh [MPa] acciai a grano fine (M) Gradi di acciaio t < 16 mm 16 < t < 40 mm S275MH/MLH S355MH/MLH Acciaio a grano fine normalizzato S 355 NL H Acciaio a grano fine termomeccanico S 420 ML H S420MH/MLH sigla identificativa degli acciai per profili cavi W. Salvatore 99

100 Tolleranze dimensionali profili cavi La norma UNI EN specifica le tolleranze per i profili strutturali cavi finiti a caldo con uno spessore sino a 120mm e con sezioni circolari, rettangolari, quadrate ed ellittiche caratterizzate dalle seguenti geometrie: Circolari massimo diametro esterno D pari a 2500mm Quadrate d t dimensioni i i esterne della sezione sino a 800mm x 800mm Rettangolari dimensioni esterne della sezione sino a 750mm x 500mm Ellittiche dimensioni esterne della sezione sino a 500mm x 250mm La norma UNIEN10219 specifica le tolleranze per i profili strutturali cavi finiti a freddo con uno spessore sino a 40mm e con sezioni circolari, rettangolari e quadrate caratterizzate dalle seguenti geometrie: Circolari massimo diametro esterno D pari a 2500mm Quadrate dimensioni esterne della sezione sino a 500mm x 500mm Rettangolari dimensioni esterne della sezione sino a 500mm x 300mm W. Salvatore 100

101 Tolleranze dimensionali profili cavi Lo spessore T del profilo cavo (quadrato-rettangolare) deve essere misurato a 2T dalla saldatura. La variazione dal valore nominale deve essere contenuta entro il 10% per il profili finiti a caldo Per il profili lavorati a freddo, invece, la variazione max è del 5% se Tnom<5mm e 5mm se Tnom>5mm W. Salvatore 101

102 Tolleranze dimensionali profili cavi B è la larghezza della sezione, mentre H è l altezza (rettangolari-quadrate) Se il profilo è finito a caldo le tolleranze su H e B sono pari all 1% e non superiori a 0,5mm Se il profilo è lavorato a freddo invece si ha: SeS H/B<100 tolleranze pari a 1% e non superiori i a 0,5mm Se 100<H/B<200 tolleranze pari a 0,8% Se H/B>200 tolleranze pari a 0,6% W. Salvatore 102

103 Nei profili cavi finiti a caldo la concavità /convessità accidentale del profilo è limitata imponendo che x 1 ed x 2 siano minori dell 1% del lato considerato Nei profili cavi lavorati a freddo, invece la concavità/convessità accidentale del profilo è limitata imponendo che x 1 ed x 2 siano minori dell 0,8% del lato considerato e non maggiori di 0,5 mm La tolleranza di normalità tra i lati della sezione è posta pari ad 1 sia per profili lavorati a caldo che a freddo C 1 e C 2 devono essere al massimo pari a 3T per profili lavorati a caldo Nel caso di profili lavorati a freddo, invece, Tolleranze dimensionali profili cavi dipende dallo spessore e comunque C 1 e C 2 assumono valori compresi tra 1,6T e 3,6T W. Salvatore 103

104 Tolleranze dimensionali profili cavi Nei profili cavi con sezione circolare la dimensione del raggio R ha una tolleranza pari all 1% sul diametro nominale con un valore minimo pari a 0,5mm ed un massimo pari a 1,0mm Lo spessore ha una tolleranza pari al 10% per i profili formati a caldo mentre la tolleranza varia per quelli formati a freddo in funzione del diametro e dello spessore: Se D 406,4mm la tolleranza è pari al 10% per spessori inferiori a 5mm e pari a 0,5mm per spessori superiori Se D>406,4mm la tolleranza è pari al 10% con un massimo di 2mm La verifica di rotondità è condotta per tubi con rapporto D/T<100; la tolleranza assunta è pari al 2% ed è stimata con la formula d d max min d nom W. Salvatore 104

105 Tolleranze dimensionali profili cavi La rettilineità del profilo a fine lavorazione deve essere controllata per evitare eccessive eccentricità, negative per l impiego del profilo in ambito strutturale Il difetto di rettilineità e può assumere un valore pari a 0,2% della lunghezza complessiva (e 3mm ogni metro) nel caso delle sezioni lavorate a caldo e delle sezioni circolari lavorate a freddo 0,15% della lunghezza complessiva (e 3mm ogni metro) nel delle sezioni lavorate a freddo quadrate e rettangolari W. Salvatore 105

106 Profili sottili e lamine per impieghi strutturali Oltre ai profili per impieghi strutturali esiste una produzione siderurgica che fornisce materiali per la realizzazione di profili aperti caratterizzati da spessori sottili sagomati a freddo e di prodotti piani i sottili sagomati a freddo. Nella tabella se ne riassumono le norme di riferimento ed alcune proprietà meccaniche Gradi di acciaio Standard d di riferimento f yb [N/mm 2 ] f u [N/mm 2 ] Nastri e lamiere di acciaio per impieghi strutturali, zincati a caldo in continuo Condizioni tecniche di EN [24] fornitura Prodotti piani di acciaio laminato a freddo, microlegato e ad alto limite di snervamento per EN [25] formatura a freddo Nastri e lamiere di acciaio zincato a caldo ad alto limite di snervamento per stampaggio a freddo EN [28] Nastri e lamiere di acciaio rivestiti a caldo in continuo di lega zinco - alluminio i (AZ) EN [26] Nastri e lamiere di acciaio rivestiti a caldo in continuo di lega alluminio zinco (AZ) EN [27] Lamiere e nastri di acciaio a basso tenore di carbonio, zincati per immersione a caldo in EN [22] continuo, per formatura a freddo W. Salvatore 106

107 Acciai per strutture metalliche Normativa italiana Norma Tecnica sulle Costruzioni La Normativa Tecnica sulle Costruzioni i aggiornata ad gennaio 2008 afferma esplicitamente di fare riferimento per i prodotti piani e lunghi alle norme EN Tutti i materiali devono essere in possesso del certificato di controllo di produzione in fabbrica. Per i profilati cavi si fa esplicito riferimento alle norme EN ed EN I limiti di saldabilità degli acciai impiegati fanno riferimento alle composizioni massime fornite nelle tabelle delle norme di prodotto EN. Per la verifica di fragilità alle basse temperature la norma tecnica impone di individuare se possibile le reali condizioni termiche in cui l elemento strutturale opererà. W. Salvatore 107

108 Prodotti in acciaio per le costruzioni Fra i prodotti in acciaio per le costruzioni si distinguono prodotti ottenuti da: semplice laminazione prodotti ottenuti da successive lavorazioni dei prodotti laminati. Prodotti piani di laminazione Piatti, lamiere, nastri Taglio e Lavorazioni a freddo composizione per saldatura Prodotti sottili: - lamiere ondulate Travi - lamiere grecate composte - profili sottili saldate - pannelli precoibentati Piegatura e saldatura Tubi saldati Prodotti lunghi di laminazione Travi laminate, prodotti cavi laminati Taglio e composizione per saldatura Travi integrate Travi alveolari W. Salvatore 108

109 Prodotti in acciaio per le costruzioni: prodotti piani I prodotti piani di laminazione sono prodotti con sezione retta quasi rettangolare e con larghezza molto maggiore dello spessore: Prodotti sottili, se il loro spessore è minore di 3 mm; Prodotti grossi, se il loro spessore è maggiore o uguale a 3 mm. Si distinguono in: Lamiere Nastri Piatti e larghi piatti Tramite successive lavorazioni di lamiere, nastri e piatti si ottengono elementi strutturali usualmente utilizzati nella realizzazione delle costruzioni W. Salvatore 109

110 Lamiere grecate Le lamiere grecate sono prodotti sottili (con spessori in genere variabili fra 0,5 e 3 mm) caratterizzati dalla presenza di nervature longitudinali rettangolari, triangolari o trapezoidali ottenute mediante formatura a freddo di lamiere o nastri laminati previa operazione di decapaggio Spessore (mm) Massa (kg/m) da: a: da: a: 0, Semplici Spessore (mm) Massa (kg/m) da: a: da: a: 0, Spessore (mm) Semplici Massa (kg/m) da: a: da: a: 0, Per pannelli sandwich W. Salvatore 110

111 Lamiere grecate Spessore (mm) Massa (kg/m) da: a: da: a: 0, Per pannelli sandwich Spessore (mm) Massa (kg/m) da: a: da: a: 0, Per pannelli sandwich Spessore (mm) Massa (kg/m) da: a: da: a: 0,6 1, Per pannelli sandwich Spessore (mm) Massa (kg/m) da: a: da: a: 0,6 1, Per coperture deck Spessore (mm) Massa (kg/m) da: a: da: a: 0,6 1, Per coperture deck W. Salvatore 111

112 Spessore (mm) Lamiere grecate Massa (kg/m) da: a: da: a: 0,6 1, Spessore (mm) Per coperture deck Massa (kg/m) da: a: da: a: 0,8 1, Per grandi luci Le lamiere grecate vengono immesse sul mercato generalmente dopo aver subito trattamenti protettivi superficiali, solitamente zincatura e/o preverniciatura. A seconda del trattamento superficiale protettivo subito dalle lamiere grecate si distinguono: lamiere zincate, lamiere zincate alluminate (Aluzinc) e lamiere preverniciate W. Salvatore 112

113 Lamiere grecate Lamiere zincate: Applicazione di un rivestimento di zinco attraverso l immersione delle lamiere, che devono essere esenti da impurità superficiali, in un bagno di zinco fuso, nel quale sono presenti anche eventuali elementi aggiuntivi, conferendo alla lamiera caratteristiche di infrangibilità e di ridotte dilatazioni termiche, oltre che di protezione dagli agenti atmosferici esterni Lamiere alluminate: Metodo simile a quello delle lamiere zincate, dove però il rivestimento ècaso composto da una lega di Alluminio, Zinco e Silicio Lamiere pre-verniciate: Siapplica alla lamiera lo strato di vernice protettiva è detto Coil Coating: verniciatura a ciclo continuo in grado di garantire una applicazione perfettamente uniforme del film protettivo, con conseguenti ottime prestazioni di resistenza agli agenti atmosferici, e di tenuta del colore. Le lamiere grecate possono essere impiegatei sia come involucro degli edifici i che con funzione strutturale portante. W. Salvatore 113

114 Lamiere grecate come involucro degli edifici Nell ambito dell involucro degli edifici, le lamiere grecate sono solitamente utilizzate in abbinamento a pannelli isolanti e/o strati impermeabilizzanti, nell ambito di pareti o coperture: coperture o pareti semplici sono realizzate mediante semplice applicazione di lamiere grecata sull orditura metallica portante; coperture o pareti sandwich in opera sono realizzate interponendo fra due lamiere uno o più strati isolanti; (a) La lamiera inferiore o interna è disposta con le grecature ortogonali alla linea di massima pendenza, mentre la lamiera superiore ha le nervature parallele alla linea di massima pendenza. (b) Le grecature delle due lamiere sono entrambe dirette secondo la linea di massima pendenza. W. Salvatore 114

115 Lamiere grecate come involucro degli edifici coperture Deck in opera sono realizzate con un solo foglio di lamiera grecata in associazione a pannelli isolanti e manti impermeabili L elemento grecato è disposto inferiormente con le nervature normali o parallele alla pendenza del tetto, sovrastante manto isolante incollato, a sua volta protetto da un manto impermeabile W. Salvatore 115

116 Lamiere grecate con funzione portante Nella loro forma più semplice, questi solai sono realizzati semplicemente con fogli di lamiera grecata. L ampiezza delle luci che la lamiera grecata è capace di coprire, varia prevalentemente in funzione dello spessore del foglio, della profondità delle nervature e della distanza tra una nervatura e l altra. La lamiera grecata è spesso utilizzata come cassaforma a perdere per un getto di calcestruzzo integrativo, armato con una rete metallica che viene sostenuta dalla lamiera stessa fino a quando il calcestruzzo non indurisce. Gli impalcati cellulari, che utilizzano fogli di lamiera grecata sovrapposti e saldati a fogli di lamiera piana, sono capaci, grazie alle loro doti di elevata rigidezza, di sostenere i normali carichi gravanti su un solaio anche senza getto di calcestruzzo integrativo. ti W. Salvatore 116

117 Solai in struttura mista acciaio calcestruzzo Lamiere grecate con funzione portante Questo tipo di solaio, prevede un getto di completamento strutturale in cls su una lamiera grecata; l unione del calcestruzzo alla lamiera è assicurata da opportune lavorazioni superficiali (bugnature) sulle costole delle nervature, o da particolari conformazioni della sezione trasversale. Connessione lamiera - calcestruzzo per ingranamento meccanico mediante bugnature realizzate sulla superficie delle nervature Connessione lamiera calcestruzzo ottenuta mediante particolare conformazione della sezione trasversale della lamiera W. Salvatore 117

118 Solai in struttura mista acciaio calcestruzzo Lamiere grecate con funzione portante La lamiera ha la funzione di cassero durante la costruzione e costituisce parte o tutta l armatura longitudinale dopo l indurimento del calcestruzzo. Il solaio misto è realizzato estendendo l effetto di collaborazione strutturale alle travi di orditura del solaio: prima di effettuare il getto, sulle travi vengono fissati mediante saldatura ad arco dei peni metallici (pioli), che, attraversando la lamiera, rendono solidali le travi di acciaio del solaio ed il sovrastante getto in calcestruzzo. W. Salvatore 118

119 Solai in struttura mista acciaio calcestruzzo Lamiere grecate con funzione portante E in genere utilizzato nelle costruzioni di elevata altezza per ottenere grandi capacità portanti di solaio e pesi ottimizzati W. Salvatore 119

120 Lamiere ondulate Le lamiere ondulate sono prodotti piani, generalmente utilizzati per coperture o rivestimenti di pareti, che presentano della ondulazioni longitudinali simili alle lamiere grecate, la differenza sostanziale fra con queste ultime consiste nella grandezza e frequenza delle ondulazioni, nonchè nella eventuale presenza di nervature a spigoli pg vivi; in quest ultimo caso il prodotto può essere considerato a metà strada fra lamiera ondulata e lamiera grecata. W. Salvatore 120

121 Pannelli pre-coibentati Sono pannelli multipli prefabbricati costituiti da due paramenti di lamiera grecata e anima isolante. Pannelli precoibentati per parete Dimensioni (mm) Larghezza pannello 1000 Lunghezza pannello a richiesta Spessore pannello max 200 Spessore lamiera 0,5 + 0,5 Le lamiere utilizzate per i pannelli precoibentati presentano le stesse caratteristiche meccaniche e fisiche delle lamiere grecate. I materiali di riempimento che vengono solitamente utilizzati sono: resine poliuretaniche; fibre minerali.. W. Salvatore 121

122 Pannelli pre-coibentati Pannelli precoibentati per copertura Dimensioni (mm) Larghezza pannello 1000 Lunghezza pannello a richiesta Spessore pannello max 170 Spessore lamiera 0,6 + 0,5 Dimensioni (mm) Larghezza pannello 1000 Lunghezza pannello arichiesta Spessore pannello max 170 Pannello utilizzabile anche in posizione rovesciata Spessore lamiera 0,6 + 0,6 Dimensioni (mm) Larghezza pannello 710 Lunghezza pannello a richiesta Spessore pannello max 100 Spessore lamiera 0,8 + 0,8 I pannelli precoibentati sono prevalentemente impiegati per la realizzazione dell involucro degli edifici W. Salvatore 122

123 Prodotti piani in acciaio per le costruzioni Piatti e larghi piatti Il piatto è un prodotto piano di larghezza maggiore di 150 mm e minore o uguale a 1250 mm ed il cui spessore è generalmente maggiore di 4 mm, sempre fornito piatto, cioè non avvolto. Gli spigoli che devono essere vivi; il piatto è laminato a caldo su tutte le quattro facce. La distinzione fra piatto e largo piatto tiene conto del valore della larghezza e del prodotto larghezza per spessore che fornisce il peso a metro lineare. Le dimensioni dei piatti sono in generale molto varie. t L t = spessore del piatto L = larghezza del piatto W. Salvatore 123

124 Prodotti piani in acciaio per le costruzioni Larghezza Spessore t [mm] L [mm] ,5 18 1,8 22 2,2 25 2,5 31 3,1 37 3,7 44 4,4 47 4, Piatti La arghi piatti 50 1,9 2,3 2,7 3,1 3,9 4,7 5,5 5, ,3 2,8 3,3 3,7 4,7 5,6 6,5 7, ,7 3,3 3,8 4,4 5,5 6,5 7,6 8, ,1 3,7 4,4 5,1 6,2 7,5 8,7 9, ,5 4,2 4,9 5,6 7,0 8,4 9,8 10, ,9 4,7 5,5 6,2 7,8 9,4 10,9 11,7 12,5 14,1 15,7 19, ,9 86 8,6 10,3 12,11 12,9 13,8 15,55 17,2 21, ,5 9,4 11,3 13,1 14,1 15,1 16,9 18,8 23, ,1 10,2 12,2 14,2 15,3 16,3 18,3 20,4 25, ,7 10,9 13,1 15,3 16,4 17,5 19,7 21,9 27, ,4 11,7 14,1 16,4 17,6 18,8 21,2 23,5 29, ,0 12,5 15,1 17,5 18,8 20,1 22,6 25,1 31, ,3 14,1 16,9 19,7 21,2 22,6 25,4 28,2 35, ,5 15,7 18,88 21,9 23,5 25,1 28,22 31,4 39,2 47,1 55,0 62, ,2 20,7-25, ,5 43,1 51,8 60,4 69, ,6 23,5-29, ,2 49,1 58,9 68,7 78, ,5 28,2-35, ,1 58,8 70,7 82,4 94, ,4 32,9-41, ,9 68,6 82,4 96,2 109, ,4 37,6-47, ,8 78,5 94,2 109,9 125,6 W. Salvatore 124

125 Piatti e larghi piatti: travi composte saldate Prodotti piani in acciaio per le costruzioni Le travi composte saldate sono realizzate mediante saldatura di lamiere e larghi piatti aventi spessori solitamente maggiori di 12 mm Questa tecnica permette di ottenere, mediante semplici operazioni di saldatura, profili dalle forme e dimensioni altrimenti non ottenibili con la normale laminazione a caldo. L impiego delle travi composte saldate nel mondo delle costruzioni ha subito un notevole incremento negli ultimi anni soprattutto nell ingegneria dei ponti L utilizzo delle lamiere grosse (heavy plates) ad elevata resistenza offre la possibilità di ridurre notevolmente le dimensioni delle sezioni. W. Salvatore 125

126 Prodotti lunghi: travi laminate Si intendono per travi laminate i prodotti laminati a caldo la cui sezione retta ricorda le lettere I, H, U, L ed aventi le caratteristiche seguenti: la loro altezza è maggiore o uguale a 80 mm; la superficie delle anime è raccordata mediante arrotondamenti alle facce interne delle ali; le ali sono normalmente simmetriche e di larghezza uguale; le facce esterne sono delle ali parallele; le ali sono di spessore decrescente dall anima verso il bordo, o di spessore costante Le travi laminate sono designate con una sequenza alfanumerica del tipo: IPE 180 S 235 J0 IPE la sigla identificativa della forma del profilo 180 il valore dell altezza del profilo S 235 J0 la sequenza alfanumerica indicante le caratteristiche dell acciaio W. Salvatore 126

127 Si distinguono inoltre: Prodotti lunghi: travi laminate profilati di base aventi spessori di anima e di ali considerati come normali; profilati sottili o alleggeriti con ali e/o anima di minore spessore; profilati rinforzati con ali e/o anima di maggiore spessore travi ad ali strette e medie in cui la larghezza della ali è minore di a 0,66 h del profilo; travi ad ali larghe in cui la larghezza delle ali è maggiore di 0,66 volte l altezza del profilo; colonne in cui la larghezza delle ali è maggiore di 0,8 volte l altezza del profilo. IPE travi a I ad ali parallele Dimensioni (h - mm) Massa (kg/m) da: a: da: a: IPE IPE ,0 196,0 IPN travi a I ad ali inclinate Dimensioni (h - mm) Massa (kg/m) da: a: da: a: IPN IPN ,9 199 W. Salvatore 127

128 Prodotti lunghi: travi laminate HE travi a H ad ali larghe Dimensioni (h - mm) Massa (kg/m) da: a: da: a: HE HE ,2 584 HL travi ad ali extra-larghe Dimensioni (h - mm) Massa (kg/m) da: a: da: a: HL HL HD colonne ad ali larghe Dimensioni (h - mm) Massa (kg/m) da: a: da: a: HD HD , HP colonne portanti ad ali larghe Dimensioni (h - mm) Massa (kg/m) da: a: da: a: HP HP ,5 231 W. Salvatore 128

129 Prodotti lunghi: travi laminate UPE travi a U ad ali parallele Dimensioni (h mm) Massa (kg/m) da: a: da: a: UPE UPE ,90 72,2 UPN travi a U ad ali inclinate Dimensioni (h - mm) Massa (kg/m) da: a: da: a: UPN UPN ,65 71,8 U travi a U ad ali inclinate Dimensioni (h - mm) Massa (kg/m) da: a: da: a: U 40 x U 65 x ,87 7,09 L angolari a lati uguali Dimensioni (h - mm) Massa (kg/m) da: a: da: a: L20x20x3 x 20 L 250 x 250 x ,9 128 L angolari a lati disuguali Dimensioni (h - mm) Massa (kg/m) da: a: da: a: L 120 x 80 x L 200 x 100 x ,2 31,6 W. Salvatore 129

130 Prodotti lunghi: travi alveolari Le travi alveolari sono prodotti realizzati tramite ossitaglio di un profilo di base laminato a caldo, (IPE, HE, HL) e successiva saldatura delle parti ottenute a seguito del taglio stesso. (a) (b) (c) a) Ossitaglio e separazione delle parti del profilo b) Assemblaggio e saldatura della parti tagliate c) Taglio delle parti eccedenti W. Salvatore 130

131 Prodotti lunghi: travi alveolari A seconda dell andamento della linea di taglio e del metodo di assemblaggio, questa tecnica consente di fornire: travi con foro circolare; travi con foro esagonale; travi con foro ottagonale; Travi alveolari a fori circolari Dimensioni (h mm) profilo di base Altezza (mm) da: a: da: a: IPE IPE HE HE HL HL Travi alveolari a fori esagonali Dimensioni (h mm) profilo di base Altezza (mm) da: a: da: a: IPE IPE HE HE HL HL Travi alveolari a fori ottagonali Dimensioni (h mm) profilo di base Altezza (mm) da: a: da: a: IPE IPE HE HE HL HL W. Salvatore 131

132 Prodotti lunghi: travi alveolari Le travi alveolari sono disponibili in molteplici combinazioni geometriche in termini di altezza finale, diametro dei fori e loro spaziatura, sono utilizzate prevalentemente nella realizzazione di tetti di copertura, solai ed orizzontamenti, e possono offrire i seguenti vantaggi: a parità di peso un aumento dell altezza della trave e dell inerzia; un facile passaggio delle tubazioni attraverso l anima della trave; ottimizzazione del rapporto rigidezza/peso; maggior trasparenza della struttura tt grazie alle aperture apportate t nelle anime dei profili. W. Salvatore 132

133 Prodotti lunghi: profili cavi I tubi, fabbricati con l ausilio di saldature, sono ottenuti mediante formatura a caldo o a freddo, su profilo circolare, di un prodotto piano laminato a caldo o a freddo i cui bordi vengono quindi saldati; la saldatura può essere longitudinale l o elicoidale. id l Per la designazione dei profili cavi si utilizza una sequenza alfanumerica del tipo: CFRHS S 235 J0 100x100x8 CFRHS la sigla identificativa di forma e finitura del profilo (profilo rettangolare formato a freddo) S 235 J0 la sequenza alfanumerica indicante le caratteristiche dell acciaio 100x100x8 le caratteristiche dimensionali del prodotto W. Salvatore 133

134 Prodotti lunghi: profili cavi Profili cavi a sezione circolare Spessore (mm) Dimensioni (D - mm) Massa (kg/m) da: a: da: a: da: a: 2, ,1 736 Profili cavi a sezione quadrata Spessore (mm) Dimensioni i i (b - mm) Massa (kg/m) da: a: da: a: da: a: ,1 235 Profili cavi a sezione rettangolare Spessore (mm) Dimensioni (b x h - mm) Massa (kg/m) da: a: da: a: da: a: 2, x x 500 2,7 20 HFCHS CFCHS HFSHS CFSHS HFRHS CFRHS W. Salvatore 134

135 Prodotti lunghi: travi laminate (esempi realizzativi) W. Salvatore 135

136 Prodotti lunghi: travi laminate (esempi realizzativi) W. Salvatore 136

137 Prodotti lunghi: travi laminate (esempi realizzativi) W. Salvatore 137

138 Prodotti lunghi: travi laminate (esempi realizzativi) W. Salvatore 138

139 Prodotti lunghi: profili cavi (esempi realizzativi) L utilizzo dei profili cavi nel mondo delle costruzioni è molto vasto, permettendo oltre che un ampio numero di soluzioni tecnologiche, anche una ricchezza formale ed una espressività architettonica notevoli. Fra gli impieghi in cui i prodotti cavi possono essere utilizzati, può essere senz altro ricordata la realizzazione di strutture reticolari di ampi spazi coperti come nel caso di strutture sportive e ricettive. W. Salvatore 139

140 Prodotti lunghi: profili cavi (esempi realizzativi) W. Salvatore 140